[实用新型]应用于车辆垂直加速度信号处理的信号处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种信号处理电路，特别涉及一种应用于车辆垂直加速度信号处理的信号处理电路。

背景技术

对于车辆的悬架控制，准确快速得到簧载及非簧载质量垂直速度是控制的前提和重点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种应用于车辆垂直加速度信号处理的信号处理电路，本实用新型针对垂直加速度有效频率，进行积分滤波，去除高频及低频噪声信号，进而得到有效速度信号。为提高电路适应性，增加信号前处理及后处理电路，以应于不同信号需求，同时在电路后端加入后处理电路，一方面将速度电压信号增加固定偏置，用于恒正压输入，另一方面增加极性转换电路，用于改变电路输出电压极性，并通过短路块实现多路选择，增加其适应性。

本实用新型是由电源模块、信号处理模块组成，所述的信号处理模块是由信号前处理模块、低通模块、积分模块、高通部分及信号后处理模块组成，信号前处理模块、低通模块、积分模块、高通部分及信号后处理模块依次电连接，电源模块是由MAX765芯片和LM2575-5芯片构成，电源模块为信号处理模块提供电源，加速度信号的﹢信号及﹣信号输入信号处理模块，经过求差、低通、积分、高通及偏置和换向放大，最终完成速度信号输出。

本实用新型的有益效果：硬件滤波信号与真实信号十分接近，信号处理效果较好。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

图2为低频高幅信号示意图。

图3为低频低幅信号示意图。

图4为真实速度信号示意图。

图5为不同电路形式伯德图。

图6为电源电路模块原理图。

图7为信号处理模块电路图。

图8为双电源RC低通滤波器电路图。

图9为双电源RC高通滤波器电路图。

图10为信号前处理电路的电路图。

图11为信号后处理电路的电路图。

图12为信号处理效果对比图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例是由电源模块1、信号处理模块2组成，所述的信号处理模块2是由信号前处理模块21、低通模块22、积分模块23、高通部分24及信号后处理模块25组成，信号前处理模块21、低通模块22、积分模块23、高通部分24及信号后处理模块25依次电连接，电源模块1是由MAX765芯片和LM2575-5芯片构成，电源模块1为信号处理模块2提供电源，电源为5V、12V和﹣12V，同时，加速度信号的﹢信号及﹣信号输入信号处理模块2，经过求差、低通、积分、高通及偏置和换向放大，最终完成速度信号输出。

信号处理模块的电路原理

通常，有效的车辆垂直速度信号频率范围为0.5～20Hz，鉴于传感器信号由多种信号组成，包括不同频率范围和不同幅值的信号，因此，需针对性处理。由加速度信号积分获得的信号大致包括如下四部分：噪声信号、低频高幅信号、低频低幅信号和高频低幅信号，其中前三类信号为需要排除的干扰信号，第四类为目标垂直速度信号，如图2、图3和图4所示。

根据前述信号成分的分析，设计低成本信号滤波积分系统，一方面实现加速度信号到速度信号的积分，另一方面实现干扰信号的消除。在此为节约成本，以基本低通、高通滤波器进行组合，构建基于加速度传感器，应用于悬架垂直速度获取的信号处理系统。

在此，为保证信号处理实时性，选用一阶系统进行处理，积分模块采用截止频率较低的低通滤波器组成，在此，分别对低通→积分→高通电路、低通→低通→高通电路进行分析，其伯德图如图5所示。

图5中的左图为低通→积分→高通电路，图5中的右图为低通→低通→高通电路，由图5可知，低通→积分→高通无法实现高通效果，低通→低通→高通电路较好实现带通并进行积分。因此，本实用新型处理电路结构采用低通（滤波）、低通（积分）与高通组成。

加速度信号处理电路的硬件

电源模块1由MAX765及LM2575-5及其外围电路组成，为信号处理模块2提供参考电压（5V、12V、﹣12V），其电路图如图6所示。

LM2575-5稳压芯片，是美国国家半导体公司生产的集成稳压电路，是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品，其最大稳态误差为4%，效率为75%～88%，输入电压为5-42V。通过提供的稳5V信号进行分压，用于信号后处理中加以固定偏置，如图1所示。